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CST软启动控制之我见
发布时间：2013-05-22 07:54 来源：未知
在现行标准中，带式输送机的起制动加速度应为0.1～0.3m/s2。但是随着输送机的运输距离越来越长，启动设备的功率和额定电压越来越高和设备控制的技术有了突飞猛进，这个数值已经不适合我们现在的运行的需要。通过动态的状态分析，长距离、路线复杂的胶带输送机，最好采用具有可控启动功能的驱动装置，能够使输送机按照或者基本按照我们设定好的理想启动曲线进行启动，以减小输送带及承载部件的动态载荷。
1、理想的可控启动速度曲线
理想的启动速度曲线，应使我们的带式输送机能够进行平稳的启动，并且在启动达到满速的过程中，加速度值尽量控制到最小，这是因为没有了加速度的突变，我们就能以最大程度的减小启动的惯性和启动时对胶带的冲击作用。图1是澳大利亚专家Hamson提出的启动速度曲线。
启动开始后，加速度为0，速度平稳增加；当达到速度达到v/2时，加速度达到最大值；然后加速度开始降低，速度仍然继续增加；当达到我们设定的速度，加速度也降低到0，就完成了启动过程。这样可以看出，我们理想状态的启动曲线是以速度和加速度的控制完美结合来启动输送机的运行。在大体的运行过程加速度的曲线是连续的一阶导数。
2、CST的控制启动原理和速度曲线
CST的启动全过程分为七个状态：启动、预压、缓冲、加速、满速、减速、停止。
在启动时，所有的驱动电机是在空载状态下运行的。CST接受到电机运行的信号后，通过判断CST没有故障后，开始启动胶带输送机。先给定离合器一定的压力，防止胶带倒转。CST在检测到最小的速度时，开始一段时间的缓冲过程，使胶带在很低的速度下运行一段时间，等到胶带在涨紧力不变而且胶带运行平稳后，开始按照速度曲线进行加速，直到满速。在胶带启动的过程，速度曲线的设定又为重要。这条曲线是通过对输送机的空载和满载运行的动状态分析得到的，然后通过程序输入到CST的PLC中。这样在今后的胶带输送机启动都会根据这条给定的速度曲线进行启动。
皮带机的加速度启动时间可以在40秒到300秒的范围内根据要求设定，PLC程序中的缺省时间设置是60秒。不同的启动时间会产生不同的加速频率，但是加速度曲线仍然是正弦曲线。在CST控制中，不光有可变的时间，还能够进行最终速度的控制，最终速度可以设定为正常速度的10%～50%，这是为了进行检修和验带用的，长时间慢动会影响到CST的油温，超过温度CST会停止运行。
在胶带输送机启动和运行的阶段，CST都能够使个驱动之间达到负荷平衡，以便使胶带运输机上所有部件的负荷和应力最小，使各台驱动电机达到负荷均匀分配，这一切是通过PLC程序里的多个PID控制回路来实现的。CST的运行控制由软件中的四个PID回路组成：速度控制PID、加速度控制PID、压力控制PID、功率控制PID。CST通过PLC对速度控制PID、加速度控制PID、压力控制PID、功率控制PID的优化调控最终达到程序设定的启动曲线。图2就是CST对这几个PID控制回路进行优化调控，达到设定曲线的过程。
3、 CST控制启动的优点
CST可以用来对启动阶段的加速度进行控制使胶带的动态涨紧力减至最小。在空胶带或者满载胶带启动时，通过控制加速度斜率可以得到满意的结果，使峰值暂态涨紧力减到最小。在大型胶带运输机的运用中，加速度斜率中如果加入一段缓冲，还能进一步改善启动瞬间峰值张力。在缓冲阶段中，可以使原来松弛的胶带拉紧，在加速度和力矩增大之前所有胶带运输机的元件在低力矩及低速度下进入运行条件，这样就可以消除胶带上的过大张力。
CST控制启动的另一个优点就是胶带机电机可以在空载状态下启动。空载启动可以使电机的冲击电流造成的损害减到最小，这样尽可能的避免冲击电流。
结束语
综合分析可控软启动装置( CST)是机电一体化技术的典型代表。PLC控制液压系统实现皮带机以较缓的启动曲线进行皮带机的软启动是CST的关键技术，也是CST技术先进的标志。通过对胶带的软启动，保证了该装置在煤矿井下的高效运行，成为皮带机软启动形式中的佼佼者，一定会得到更为广泛的推广应用。
